[發明專利]帶有具有梅花形狀的溝道結構的三維存儲器件及用于形成其的方法

在審

• 申請號: 202080003072.5
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112913018A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 高庭庭;薛磊;劉小欣;耿萬波
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/1157
• 分類號: H01L27/1157;H01L27/11582
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 張殿慧;劉健

公開了三維(3D)存儲器件及用于形成其的方法的實施例。在一個示例中，一種3D存儲器件包括襯底和溝道結構，所述溝道結構在所述襯底之上垂直地延伸，并且具有在平面圖中包括多個花瓣的梅花形狀。所述溝道結構包括，在所述多個花瓣中的每個花瓣中的電荷捕獲層、隧穿層、半導體溝道和溝道插塞。所述溝道插塞位于所述電荷捕獲層、所述隧穿層和所述半導體溝道之上并且與之接觸。

技術領域

本公開內容的實施例涉及三維(3D)存儲器件及其制造方法。

背景技術

通過改進工藝技術、電路設計、編程算法和制造工藝將平坦存儲單元縮放到更小的大小。然而，隨著存儲單元的特征大小逼近下限，平坦工藝和制造技術變得富有挑戰和代價高昂。因此，平坦存儲單元的存儲密度逼近上限。

3D存儲架構可以解決平坦存儲單元中的密度極限。3D存儲架構包括存儲陣列和用于控制去往和來自存儲陣列的信號的外圍器件。

發明內容

本文中公開了3D存儲器件及其制造方法的實施例。

在一個示例中，一種3D存儲器件包括襯底和溝道結構，所述溝道結構在所述襯底之上垂直地延伸，并且具有在平面圖中包括多個花瓣的梅花形狀。所述溝道結構包括，在所述多個花瓣中的每個花瓣中的電荷捕獲層、隧穿層、半導體溝道和溝道插塞，其中，所述溝道插塞位于所述電荷捕獲層、所述隧穿層和所述半導體溝道之上并且與之接觸。

在另一個示例中，一種3D存儲器件包括：在平面圖中遵循梅花形狀的連續阻隔層、各自在橫向上被設置在位于所述梅花形狀的花瓣的相應頂點處的所述連續阻隔層的部分的上方的多個分離的電荷捕獲層、各自在橫向上被設置在位于所述梅花形狀的所述花瓣的所述相應頂點處的所述多個分離的電荷捕獲層中的相應電荷捕獲層的上方的多個分離的隧穿層以及各自在橫向上被設置在位于所述梅花形狀的所述花瓣的所述相應頂點處的所述多個分離的隧穿層中的相應隧穿層的上方的多個分離的半導體溝道。

在仍然另一個示例中，公開了一種用于形成3D存儲器件的方法。形成在襯底之上垂直地延伸并且在平面圖中具有梅花形狀的溝道孔。順序地形成沿所述溝道孔的側壁各自遵循所述梅花形狀的阻隔層、電荷捕獲層、隧穿層和半導體溝道層。在所述半導體溝道層上方形成保護層，以使得位于所述梅花形狀的每個頂點處的所述保護層的頂點厚度大于位于所述梅花形狀的邊緣處的所述保護層的邊緣厚度。移除位于所述梅花形狀的所述邊緣處的所述保護層的部分，以使得暴露位于所述梅花形狀的所述邊緣處的所述半導體溝道層的部分。移除位于所述梅花形狀的所述邊緣處的所述半導體溝道層的所暴露的部分、所述隧穿層的相對應的部分和所述電荷捕獲層的相對應的部分以將所述半導體溝道層拆分成多個分離的半導體溝道、將所述隧穿層拆分成多個分離的隧穿層和將所述電荷捕獲層拆分成多個分離的電荷捕獲層。

在又另一個示例中，公開了一種用于形成3D存儲器件的方法。形成在襯底之上垂直地延伸并且在平面圖中具有梅花形狀的溝道孔。形成遵循所述梅花形狀的連續阻隔層。從外到內地在所述連續阻隔層的部分的上方形成多個分離的電荷捕獲層、多個分離的隧穿層和多個半導體溝道，其中，所述電荷捕獲層中的每個電荷捕獲層、所述隧穿層中的每個隧穿層和所述半導體溝道中的每個半導體溝道被設置在所述梅花形狀的相應頂點處。形成多個分離的溝道插塞，并且其各自被設置在所述多個分離的半導體溝道中的相應半導體溝道、所述隧穿層中的相應隧穿層和所述電荷捕獲層中的相應電荷捕獲層之上并且與之接觸。

附圖說明

被并入本文并且構成本說明書的一部分的附圖說明了本公開內容的實施例，并且與本說明書一起進一步用于闡述本公開內容的原理和使相關領域的技術人員能夠制作和使用本公開內容。

圖1說明了具有環形溝道結構的3D存儲器件的一個橫截面的平面圖和另一個橫截面的俯視透視圖。

圖2A和2B說明了根據本公開內容的一些實施例的具有梅花形狀的一個示例性溝道結構的橫截面的平面圖和一個橫截面的側視圖。